第七章 傳輸層.ppt

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1、數(shù)字通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)第7章傳輸層本章學(xué)習(xí)目標(biāo)有關(guān)傳輸層的一些概念和基礎(chǔ)知識(shí)，傳輸協(xié)議（transportprotocol）是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵之一。位于網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間，主要功能是負(fù)責(zé)應(yīng)用程序之間的通信，主要有連接端口管理、流量控制、錯(cuò)誤處理、數(shù)據(jù)重發(fā)等工作。在本章的學(xué)習(xí)中要求重點(diǎn)掌握和理解以下內(nèi)容：l掌握有關(guān)端口和插口的概念，作用和使用方法l掌握關(guān)于TCP協(xié)議的基礎(chǔ)知識(shí)l了解UDP協(xié)議的基礎(chǔ)知識(shí)第7章傳輸層7.1傳輸層提供的服務(wù)7.2傳輸控制協(xié)議TCP7.3用戶數(shù)據(jù)協(xié)議UDP退出7.1傳輸層

2、提供的服務(wù)7.1.1傳輸層概述7.1.2提供給高層的服務(wù)7.1.3TCP/IP協(xié)議中的傳輸層7.1.4端口7.1.1傳輸層概述傳輸層位于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的第四層，如果將其上的各層均作為應(yīng)用層，則傳輸層直接與上層應(yīng)用層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的核心部分。需要注意的是在通信子網(wǎng)中沒(méi)有傳輸層，它只存在于通信子網(wǎng)以外的各主機(jī)中，如果將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)從網(wǎng)絡(luò)功能和用戶功能角度來(lái)劃分，傳輸層不包括在網(wǎng)絡(luò)功能部分，而是屬于用戶功能層的最低層。傳輸層的位置如圖7-1所示。7.1.1傳輸層概述7.1.2提供給高層的服務(wù)傳輸

3、層的最終目標(biāo)是利用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)向其用戶（一般是應(yīng)用層的進(jìn)程），提供有效、可靠且價(jià)格合理的服務(wù)。其主要任務(wù)是：在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的基礎(chǔ)上，從源端機(jī)到目的端機(jī)提供可靠的、價(jià)格合理的數(shù)據(jù)傳輸，使高層服務(wù)用戶在相互通信時(shí)不必關(guān)心通信子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，即與所使用的網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)。所以在通信子網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)以及連接各通信子網(wǎng)的路由器中，都沒(méi)有傳輸層。7.1.2提供給高層的服務(wù)例如，設(shè)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)主機(jī)A和主機(jī)B要進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，如圖7-2所示，在計(jì)算機(jī)A和計(jì)算機(jī)B上同時(shí)有兩個(gè)應(yīng)用程序在運(yùn)行，每對(duì)應(yīng)用程序需要通過(guò)兩個(gè)互連的網(wǎng)絡(luò)才能進(jìn)

4、行數(shù)據(jù)通信，如主機(jī)A上的應(yīng)用程序AP1要和主機(jī)B上的應(yīng)用程序AP3進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程如圖7-3所示：7.1.2提供給高層的服務(wù)圖7-2多進(jìn)程通信情況7.1.2提供給高層的服務(wù)圖7-3應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的過(guò)程7.1.2提供給高層的服務(wù)由上圖可以看出數(shù)據(jù)在兩臺(tái)主機(jī)間傳送的整個(gè)過(guò)程，在物理層上可以透明地傳輸數(shù)據(jù)的比特流；在數(shù)據(jù)鏈路層上使得各條鏈路能傳送無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀（數(shù)據(jù)幀按順序、無(wú)丟失、不重復(fù)）；在網(wǎng)絡(luò)層上提供了路由選擇和網(wǎng)絡(luò)互連的功能，使得主機(jī)A發(fā)送的數(shù)據(jù)段能夠按照合理的路由到達(dá)主機(jī)B。但是在這一過(guò)程中

5、，到達(dá)主機(jī)B的數(shù)據(jù)并不一定是最可靠的，為了提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量，在傳輸層需要再次優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并向高層用戶屏蔽通信子網(wǎng)的細(xì)節(jié)，使高層用戶看見(jiàn)的就好像在兩個(gè)傳輸層實(shí)體之間有一條端到端的、可靠的、全雙工的通信通路一樣。7.1.2提供給高層的服務(wù)在整個(gè)通信的過(guò)程中，數(shù)據(jù)在傳輸層上，才是第一次實(shí)現(xiàn)真正意義的端到端的數(shù)據(jù)通信。要想實(shí)現(xiàn)傳輸層的功能，必須在主機(jī)中裝有傳輸層協(xié)議，此協(xié)議一般都可支持多個(gè)進(jìn)程的連接。如上述例子中，它同時(shí)支持了兩對(duì)應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行通信。在傳輸層中完成傳輸功能的硬件和軟件被稱為傳輸實(shí)體TSAP（Tran

6、sportServiceAccessPoint），通過(guò)傳輸實(shí)體，傳輸層可以向應(yīng)用層提供傳輸服務(wù)，具體的過(guò)程如圖7-4所示：7.1.2提供給高層的服務(wù)圖7-4傳輸層與其上下層之間的關(guān)系7.1.3TCP/IP協(xié)議中的傳輸層在TCP/IP協(xié)議中有兩個(gè)并列的協(xié)議：UDP和TCP。UDP（UserDatagramProtocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是面向無(wú)連接的，即在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前不需要建立連接，而目的主機(jī)收到數(shù)據(jù)報(bào)后也不需要發(fā)回確認(rèn)。這種協(xié)議提供了一種高效的傳輸服務(wù)。TCP（TransmissionControlPr

7、otocol，傳輸控制協(xié)議）是面向連接的，即在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前需要先建立連接，而且目的主機(jī)收到數(shù)據(jù)報(bào)后要發(fā)回確認(rèn)信息。這種協(xié)議提供了一種可靠的傳輸服務(wù)。與UDP相比提供了較多的功能，但是相對(duì)的報(bào)文格式和運(yùn)行機(jī)制也較為復(fù)雜。7.1.4端口TCP/IP傳輸層可以通過(guò)協(xié)議端口（protocolport，簡(jiǎn)稱端口）來(lái)標(biāo)識(shí)通信的應(yīng)用進(jìn)程。傳輸層就是通過(guò)端口與應(yīng)用層的應(yīng)用程序進(jìn)行信息交互的，應(yīng)用層各種用戶進(jìn)程通過(guò)相應(yīng)的端口與傳輸層實(shí)體進(jìn)行信息交互。端口實(shí)際上是一個(gè)16Bit長(zhǎng)的地址，范圍可以從0至65535。將0至102

8、3端口號(hào)稱為熟知端口（Well-KnownPort），其余1024至65535端口號(hào)稱為一般端口或（動(dòng)態(tài)）連接端口（Registered/Dynamic），在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，應(yīng)用層中的各種不同的服務(wù)器進(jìn)程不斷地檢測(cè)分配給它們的端口，以便發(fā)現(xiàn)是否有某個(gè)應(yīng)用進(jìn)程要與它通信。7.1.4端口圖7-5各端口的意義7.1.4端口協(xié)議端口號(hào)關(guān)鍵字描述UDP42NAMESERVER主機(jī)名字服務(wù)器UDP53DOMAI